Временски кристали су ‘немогући’, али су подложни квантној физици

Дуго се сматрало да су временски кристали немогући јер изгледа да њихово вечито кретање пркоси законима физике. Међутим, користећи квантну физику Научници не само да су створили временске кристале, већ сада показују и да имају потенцијал да напајају корисне уређаје у будућности.

Научници су створили први систем „временског кристала“ са два тела у експерименту који изгледа да изврће законе физике.

Ово долази након што је исти тим недавно био сведок прве интеракције у новој фази ствари.

Дуго се веровало да су временски кристали немогући јер су направљени од атома у бескрајном кретању. Откриће објављено данас (2. јуна 2022.) у часопису Натуре Цоммуницатионспоказује да не само да се временски кристали могу створити, већ и да се могу претворити у корисне уређаје.

Временски кристали се разликују од стандардних кристала – као што су минерали или стене – који се састоје од атома распоређених у обрасцу који се редовно понавља у свемиру.

Први пут који је 2012. године развио нобеловац Франк Вилцзек и дефинисан 2016. године, временски кристали показују посебно својство да су стационарни, понављајући кретање у времену без обзира на спољни улаз. Њихови атоми непрестано осцилују, окрећу се или се крећу прво у једном, а затим у другом смеру.

Истраживачи су хладили течни суперфлуидни хелијум-3 на скоро апсолутну нулу (минус 273,15 степени Целзијуса) унутар овог ротационог фрижидера, два пута стварајући кристале и држећи их на дохват руке. Имаге Цредит: © Универзитет Аалто / Микко Раскинен

ЕПСРЦ колега др Самоли Ооти, главни аутор са Одељења за физику Универзитета Ланцастер, објаснио је: „Сви знају да су машине за вечно кретање немогуће. Међутим, у квантној физици, вечно кретање је у реду све док затворимо очи. од ове пукотине можемо направити кристале времена.

„Испоставило се да спајање њих двоје одлично функционише, чак и ако временски кристали уопште нису били присутни. А већ знамо да су присутни и на собној температури.“

„Систем на два нивоа“ је основни градивни блок квантног рачунара. Временски кристали се могу користити за прављење квантних уређаја који раде на собној температури.

Међународни тим истраживача са Универзитета Ланкастер, Роиал Холловаи Лондон, Ландау института и Универзитет Аалто У Хелсинкију, временски кристали су примећени коришћењем хелијума-3, ретког изотопа хелијума коме недостаје један неутрон. Експеримент је спроведен на Универзитету Аалто.

Хладили су суперфлуидни хелијум-3 на око десетхиљадити део степена од[{“ attribute=““>absolute zero (0.0001K or -273.15°C). The researchers created two time crystals inside the superfluid, and brought them to touch. The scientists then watched the two time crystals interacting as described by quantum physics.

Reference: “Nonlinear two-level dynamics of quantum time crystals” 2 June 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-30783-w